三孢布拉霉发酵番茄红素工艺的研究

论文摘要

经过麦汁平板的自然筛选,筛选纯化出遗传特性稳定的高产番茄红素的三孢布拉霉（Blakeslea trispora）菌株。研究了三孢布拉霉的摇瓶分批发酵条件。在发酵培养基单因素影响试验的研究基础上,首先运用Plackett-Burma设计筛选出最为重要的几个因素;然后应用最陡爬坡法逼近番茄红素产量最大区域,最后运用响应面分析试验法确定了3个重要因素的最佳水平,并研究了发酵培养条件。在此优化条件下,最终摇瓶发酵番茄红素的产量为1.24g/L,比初始条件发酵产量0.8g/L,提高了55%。同时,从综合利用的角度对三孢布拉霉菌体的氨基酸进行定量分析,为优质饲料的开发、研制,提供一些营养学依据。在研究三孢布拉霉生物合成番茄红素的代谢途径中,探索各种代谢途径中关键酶对生物合成番茄红素的影响作用。通过添加关键酶活促进剂,以此来增加细胞生长和产色能力。研究表明:试剂A、青霉素、表面活性剂（span-20等）、氧载体（正己烷,H2O2）等与三孢酸结构类似物（β-紫罗酮）等内外因对三孢布拉霉发酵生产番茄红素具有相当大的促进作用。其中,试剂A,青霉素,β-紫罗酮等的促进效果分别为31%,32%与35%;对于氧载体和表面活性剂,正己烷作用效果不是很明显,而H2O2与Span20最佳添加时间与浓度分别为:48h,0.05%与0h,0.1%,相对于空白分别提高了16.7%与22.7%。本研究探讨了对三孢布拉霉湿菌体的各种预处理方法对提取纯化番茄红素的影响。实验研究表明:通过皂化加酶加乙醇的预处理方法,番茄红素的提取纯化效果较好,同时可以减少提取纯化干燥步骤,为工业化大生产提供经济基础。至于番茄红素的提取工艺,结果表明:丙酮作为溶剂时提取效果最好,其最佳工艺条件为:物料比（菌丝和丙酮的质量体积比,g/mL）1∶200,温度40℃,时间为2h。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 番茄红素的物理和化学性状
• 1.2 番茄红素的生理功能
• 1.2.1 抗氧化作用
• 1.2.2 防癌抗癌作用
• 1.2.3 番茄红素的其他作用
• 1.3 番茄红素的生产方法
• 1.3.1 化学合成法
• 1.3.2 天然提取法
• 1.3.3 微生物发酵法生产番茄红素
• 1.4 国内外研究发展趋势
• 1.4.1 国内外研究进展
• 1.4.2 发展趋势
• 1.5 番茄红素的分析方法
• 1.6 番茄红素的应用
• 1.7 立题背景及意义
• 1.8 本课题研究的内容
• 第二章 摇瓶发酵条件的优化
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要仪器
• 2.2.3 培养基
• 2.2.4 菌株保藏方法
• 2.2.6 培养条件及分析测定方法
• 2.2.7 实验设计
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 培养基的优化
• 2.3.2 Blakeslea trispora 菌渣氨基酸分析
• 2.3.3 摇瓶发酵条件的优化
• 2.3.4 阻断剂的选择与优化
• 2.4 主要结论
• 第三章 发酵促进剂对番茄红素发酵的影响
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 菌株
• 3.2.2 培养基
• 3.2.3 培养条件
• 3.2.4 测定方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 试剂A 添加时间对发酵的影响
• 3.3.2 试剂A 不同添加量对发酵的影响
• 3.3.3 青霉素不同加入时间对发酵的影响
• 3.3.4 青霉素不同添加量对发酵的影响
• 3.3.5 β-紫罗酮不同添加时间对发酵的影响
• 3.3.6 β-紫罗酮不同添加量对发酵的影响
• 3.3.7 氧载体（正己烷）对番茄红素发酵的影响
• 2O₂对番茄红素发酵的影响'>3.3.8 氧载体H₂O₂对番茄红素发酵的影响
• 3.3.9 表面活性剂Span-20 对番茄红素发酵的影响
• 3.3.10 各种不同促进剂对发酵的复合影响以及发酵过程曲线
• 3.4 结论
• 第四章 原料预处理及番茄红素提取纯化工艺研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 主要试剂
• 4.1.3 主要仪器设备
• 4.1.4 实验方法
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 皂化处理对番茄红素提取的影响
• 4.2.2 酶处理对番茄红素提取的影响
• 4.2.3 加酶结合皂化处理对番茄红素提取的影响
• 4.2.4 乙醇处理对番茄红素提取的影响
• 4.3 各种原料预处理方法对番茄红素提取的影响
• 4.3.1 各种不同预处理方法处理后番茄红素HPLC 图
• 4.3.2 各种不同预处理方法处理后番茄红素晶体图
• 4.4 番茄红素提取纯化的研究
• 4.4.1 萃取剂的选择
• 4.4.2 萃取时间的确定
• 4.4.3 萃取温度的确定
• 4.4.4 丙酮萃取剂量的确定
• 4.4.5 丙酮萃取工艺的正交实验
• 4.5 主要结论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文